电压依赖型钾通道(Kv通道)决定了神经元的兴奋性、动作电位的波形及发放模式。虽然对神经元胞体及其近旁区域和树突上表达的Kv通道的相关研究很多，但由于对神经元轴突的直接记录在技术上的局限性，对轴突上分布的Kv通道我们知之甚少。在本文的研究中，我们通过对前额叶皮层第五层锥体神经元的胞体和轴突直接进行膜片钳记录来研究这些区域分布的Kv通道。我们发现锥体神经元轴突上特异地分布着与胞体上性质不同的低阈值Kv通道。锥体神经元和中间神经元的轴突上都特异地存在着一种被称为D型钾电流的慢失活钾电流，这种慢失活钾电流是由含Kv1通道亚基的Kv通道介导的。轴突上慢失活钾电流的失活可以显著地增加锥体神经元和中间神经元轴突上动作电位的波宽，同时使轴突具有连续发放动作电位的能力。此外，轴突上的慢失活钾电流也参与了皮层神经元之间的模拟信号传递。动作电位波形膜片钳实验结果表明：在胞体上，动作电位激活的钾电流(KAP)主要是由快速激活快速失活的A型钾电流介导；而在轴突上，KAP则主要是由快速激活慢速失活的D型钾电流介导。多巴胺激活其D1-like和D2-1ike受体后分别对轴突上的Kv通道电流产生抑制和增强两种相反的调节作用。多巴胺对轴突Kv通道电流的调节是通过细胞内的cAMP/PKA信号通路实现的。接下来我们还发现D1-like受体的激活可以使胞体和轴突的动作电位波宽增加。总而言之，通过对锥体神经元轴突的直接记录发现：多巴胺在激活不同种类的多巴胺受体后，通过细胞内的cAMP/PIA信号通路调节轴突上的Kv通道电流，从而改变轴突上的动作电位波形。多巴胺通过作用于轴突Kv通道调节动作电位波形的作用将会进而影响轴突末端动作电位相关的突触传递。因此，本文揭示了一种由多巴胺调控神经元突触传递的新机制。